探索调速论直流调速课程一体化

论文导读：概念，然后再详细介绍直流调速系统各部分的工作原理。常用的直流调速实训设备是双闭环直流调速系统。双闭环直流调速装置一般包括主电路（可控整流电路）、触发电路、调节器（放大器）、保护电路等部分。（如图1）1.2先单元后整体主电路分析的难点在于学生对于六个晶闸管的导通过程理解不清，在介绍这部分内容时，可以根据三
摘要：直流调速课程是职业学校电气自动化专业的一门重要的专业课，本文探讨了该课程的教法。
关键词：直流调速双闭环调节器
直流调速课程综合了电工学、电力电子学、模拟电路和数字电路等课程，具有一定难度，学生学起来也较为吃力，特别是该课程是针对电气自动化专业的学生开设的，而该专业的学生的电子学基础又比较薄弱，因此如何上好这门课，对任课老师来说是一个挑战。本人从事该课程的教学已有多年，积累了一定的教学经验，在此与大家一起分享。
首先让学生了解目前直流调速在工业生产领域和日常生活中的应用状况，使他们明确学习该课程的意义和目的，通过若干个应用实例的引入也可激发学生的学习兴趣。可以先从日常生活中的实例切入，如学生每天上学骑的电动自行车就是直流调速的应用，而在金属加工、纺织、造纸、高层建筑、海洋钻探等行业都广泛采用直流调速。有条件还可以播放一些直流调速装置的图片，学生印象会更深刻，或者可以让学生自己收集有关直流调速应用的图片、视频资料。
直流调速的控制对象是直流电机，因此在讲授直流调速系统之前，可以先复习一下有关直流电机的结构、工作原理和特性的知识。

1、原理介绍

1.1 先概括后详细

在讲授直流调速装置的理论知识时，先介绍直流调速的系统知识，构成一个直流调速系统有哪些部分，各部分的作用是什么，让学生对直流调速有一个总体的概念，然后再详细介绍直流调速系统各部分的工作原理。常用的直流调速实训设备是双闭环直流调速系统。双闭环直流调速装置一般包括主电路（可控整流电路）、触发电路、调节器（放大器）、保护电路等部分。（如图1）

1.2 先单元后整体

主电路分析的难点在于学生对于六个晶闸管的导通过程理解不清，在介绍这部分内容时，可以根据三相交流电波形一一分析六个区间的晶闸管导通情况，然后列表总结管子的导通顺序和输出电压情况。（如表1-1所示）老师通过六个晶闸管导通规律的总结，让学生的思路更清晰。
表1-1 三相全控桥整流电路晶闸管导通规律
为了让学生更进一步掌握主电路的工作原理，也为后面的故障分析打下良好的基础，可以在介绍这部分内容时设置几个主电路的故障，让学生思考，分组讨论故障现象以及如何排除故障，然后再由老师总结，教学过程中学生起了主导作用，他们也从中提升了分析问题的能力。接着由故障自然而然就可引出在主电路中应采取哪些保护措施来避免这些故障而导致晶闸管的损坏。
触发电路一般由触发芯片、双脉冲调制电路、功放电路构成，在讲授时重点要讲清楚集成触发芯片是如何产生触发脉冲的，又是如何实现移相的，而在讲双脉冲调制电路时，可以用向量图解释如何由6个脉冲产生12路脉冲的。
调节器是整个直流调速系统的核心，它会影响到调速的精度，因此这部分内容需要重点分析，一般教学用的直流调速设备的调节器是由集成运放构成，因此先要复习有关运放的知识，然后介绍各种调节器的特性（包括P调节器、I调节器、PI调节器等）。接着分析两个闭环（速度环ASR和电流环ACR）的结构、作用和工作原理。

2、故障排除练习

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2.1 先调试再测参数

排故练习之前一项重要的工作是将整个系统调试到正常运行状态，调试的参数主要包括触发板上的锯齿波电压、偏移电压值，调节板上的两个调节器的限幅值、转速反馈值、过流保护值等，调试的过程也是学生进一步理解电路原理的过程。调试的顺序可以是先单元电路调试，后整机调试；先静态调试，后动态调试；先开环调试，后闭环调试。调试完毕，就可以测量单元板电路上的各点正常电压值，作为排故时的参考。

2.2 先单元电路故障后综合故障

老师分析各单元板电路上的典型故障，如触发板上无控制电压导致电机不转，缺少锯齿波电压导致电机开环转速偏低，无偏移电压时导致电机飞速；而在调节板上若调节器无输出限幅导致电机转速偏大等。学生根据故障现象确定故障范围，将故障时的各点电压值与正常时的电压值进行比较，最终确定故障点。学生熟悉了常见故障后，再归纳总结每种故障现象有哪些故障点。
综合故障具有一定的难度，学生如何较快地判断故障范围？比如电机不转是故障点较多的故障，针对这种故障可以采用先开环后闭环的方法，若开环时电机不转，则故障不在调节器电路上，可能是主电路或触发电路的故障；若开环时电机转，而闭环时电机不转，则故障在调节器电路上。这样便可大大减小故障范围，提高排故效率。

3、归纳总结

在进行了单元电路故障和综合故障排除练习之后，学生可分组讨论，汇总典型故障和理清排故思路，然后每组派一位学生上来叙述各自的讨论结果。
参考文献
刘建华.《交、直流调速应用》.上海科学技术出版社，2007.
宋家成.《直流调速系统应用与维修》.中国电力出版社，2008.